发布时间：2024-01-27 16:38:56
绪论：一篇引人入胜的可降解塑料用途，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
中图分类号：X705文献标识码：A
塑料制品的广泛使用，给人们带来了很大的方便，但由于人们对废旧塑料造成的环境污染缺乏足够的认识，将用过的大量塑料制品废弃物随意丢弃，给景观和环境造成了严重危害。常见的塑料制品废弃物有：聚乙烯（PE）包装袋、保鲜膜、护套和台布等；聚苯乙烯（PS）可发性快餐盒和餐具容器、精密仪器、家用电器的发泡包装套等；聚丙烯（PP）包装膜及快餐盒；聚氯乙烯（PVC）透明片、热收缩薄膜及乳胶手套等。由于塑料包装物大多呈白色，人们形象地比喻为“白色污染”。
一、白色污染的防治
我国目前防治白色污染遵循“以宣传教育为先导，以强化管理为核心，以回收利用为主要手段，以替代产品为补充措施”的原则。
1、停止使用一次性发泡塑料餐具及超薄塑料袋。“一次性方便，二百年污染”是塑料垃圾的形象写照。国务院办公厅的通知，根据《商品零售场所塑料购物袋有偿使用管理办法》，从2008年6月1日起，在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025mm的塑料购物袋，超薄塑料购物袋被列入淘汰类产品目录，并在所有超市、商场、集贸市场等商品零售场所实行塑料购物袋有偿使用制度。我国实施塑料袋收费后，全国塑料袋的使用量有望减少2/3，一次性塑料袋的回收率也将大幅上升。
2、回收利用是当前防治白色污染的主要手段。随着塑料工业的迅猛发展，废旧塑料的回收利用作为一项节约能源、保护环境的措施，越来越受到重视。尤其是发达国家，这方面的工作起步早，已经收到了明显的效益，我们可以借鉴其经验。
美国是世界塑料生产大国。据统计，到2000年，美国年生产塑料3，400余万吨，废旧塑料超过1，600万吨。早在20世纪六十年代美国就已展开废旧塑料回收利用的广泛研究。20世纪末废旧塑料回收率达35%以上。其中，燃烧废旧塑料回收能源由八十年代的3%增至18%；废旧制品的掩埋率从96%下降到37%。美国在燃烧废旧塑料利用热能、热分解提取化工原料等方面进行了大量工作并取得了一些成果。另外，美国各州为解决塑料废弃物问题，制定了相应的法律、法规。
日本也是塑料生产大国。20世纪八十年代，其年均废旧塑料排放量占生产量的46%。废旧塑料的处理已成为日本的严重社会问题，而且日本是能源短缺国家，所以对废旧塑料的回收利用一直保持积极态度。九十年代初，日本回收利用废旧塑料率为7%，燃烧利用热能率为35%。日本在混合废旧塑料的开发应用方面也处于世界领先地位。
意大利是目前欧洲回收利用废旧塑料工作做得最好的国家。意大利的废旧塑料约占城市固体废弃物的4%，其回收率可达28%。意大利还研制出从城市固体垃圾中分离废旧塑料的机械装置。意大利对废旧塑料回收一般是将塑料碎片和纸片一起收集，分离后的废旧聚乙烯制品经粉碎处理，用磁筛除去铁等金属杂质，经清洗、脱水、干燥后，通过螺杆挤出机进行造粒。这种回收料再加入新料，可保证其具有足够的力学性能，可生产垃圾袋、异型材、中空制品等。
3、塑料制品回收利用的方法
（1）直接再生利用。根据原料不同，有3种直接再生利用的方法：①不需分捡、清洗等预处理，直接破碎后塑化成型。②必须经过清洗、干燥、破碎后造粒或直接塑化成型。③再生前须特别预处理。直接再生制品性能欠佳，一般只做档次较低的塑料制品。
（2）改性再生利用。是将再生料通过机械共混或化学处理进行改进的技术。如增韧、增强、复合、活化、高联等，使再生制品的力学性能得到改善和提高，可以作为档次较高的产品。改性再生利用的工艺路线较复杂，有的需要特定的机械设备。湖南大学的谢朝学等研制的利用泡沫塑料制轻型保温隔热建筑材料，取得了良好的效果。
（3）热分解法。热分解法就是将高聚塑料废弃物在高温条件或低温催化的条件下分解，使其回到低分子量状态，从而把长链的高聚物转变成了短链的不饱和烃的方法。这样得到的不饱和烃可以用来重新制造其他产品。此方法可用于处理聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）制品的混杂回收物，但对于那些含氯的塑料制品需分开处理，这种方法可用于反复处理高聚塑料废弃物。
（4）通过催化裂解制燃料油。将塑料废弃物收集起来，通过热裂解得到汽油、柴油等液体燃料。这样既减轻废塑料对环境的污染，又节约资源，变废为宝。现在这一方面的技术日臻完善，已产生了好多专利技术。冀星等总结了废塑料油化技术的应用现状与前景。四川大学化学系李晓祥、石炎福、余华瑞等通过试验表明：混合废塑料经过催化裂解制得的90#汽油和0#柴油的质量均达到国家标准。
（5）焚烧回收热能。对于难以分捡的混杂型废旧塑料，将其作为燃料焚烧具有明显优点：不需繁杂的预处理，也不需与生活垃圾分离，而且其生热值与相同种类的燃料油相当。残渣较少，密度较大，易于填埋处理。据统计，PE的燃烧热为46.63GJ/kg，PP的燃烧热为43.95GJ/kg，PVC的燃烧热为18.06GJ/kg。可见，PE、PP、PVC的燃烧热非常大。因此，可利用焚烧法来处理并充分利用其释放出的热量。但是，我们必须考虑一些持久性有机环境污染物的生成，以及这些燃烧产物对人类和生态环境的潜在危害。如，聚氯乙烯（PVC）燃烧产生HCl、聚丙烯腈（PAN）燃烧产生HCN、聚氨酯燃烧时会产生氰化物等，因此必须在焚烧炉上安装污染气体的吸收装置，以实现整个流程的绿色化。
可降解塑料作为一种治理白色污染的全新技术途径，经过多年研究开发，已取得令人满意的进展。目前，主要的可降解塑料分为光降解塑料、生物降解塑料，以及光－生物双降解塑料三大类。光降解和光－生物降解塑料制品虽加工简单、成本低廉，但控制降解难度较大，不宜进入垃圾填埋系统。完全生物降解塑料降解性能较理想，但其加工难度较大，工艺配方以及边角料的回收利用等技术问题还有待进一步提高和完善，生产成本较高，价格昂贵并且用后需要全面地堆肥处理。
1、光降解塑料和光―生物降解塑料。光降解塑料就是靠吸收太阳光引起光化学反应而分解的塑料。光降解塑料的制备方法大致有两种：一是在高分子材料中添加光敏感剂，敏感剂吸收光能后所产生的自由基促使高分子材料发生氧化作用，达到裂化的目的。二是利用共聚方式，将适当的光敏感剂倒入高分子结构内赋予材料光降解的特性。常用的光降解剂有：金属盐类、二茂铁衍生物类、羧酸盐类、烷基硫代氨基甲酸铁类等。塑料制成的地膜有三个特点：①使用后，在阳光照射下可自行光分解，分解后的小残体可被土壤中的微生物继续分解。②使用寿命可以控制。③节省了回收地膜的费用，且解决了残膜对土壤和环境的污染。
光降解塑料的降解速度取决于日照的时间和强度，且降解后在被微生物分解前碎片易形成二次污染。光降解技术与生物降解技术结合：一是可以克服淀粉基塑料在非生物环境中难降解的问题；二是可以利用光敏体系的复合配比、用量来实现降解时间人为控制的目的。因此，目前工业化较多的是光降解技术与生物降解技术结合的双降解淀粉塑料。在一次性使用地膜中可采用食用淀粉或无机矿物质填充的可控光－生物降解塑料的全面降解技术进行实用性研究。我国可覆盖地膜的面积为5亿多亩，用量高达40万吨，使用价格低廉的光－生物降解塑料地膜较适宜。对于厚度0.005mm～0.015mm的降解地膜也可采用塑料单纯光氧降解技术，但一定要做到时控降解。这对解决废弃地膜污染农田的问题，造福子孙后代，具有深远意义。
2、生物降解塑料。生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌（真菌）和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。“纸”是一种典型的生物降解材料，而“合成塑料”则是典型的高分子材料。因此，生物降解塑料是兼有“纸”和“合成塑料”这两种材料性质的高分子材料。生物降解塑料可分为完全生物降解塑料和破坏性生物降解塑料两种。破坏性生物降解塑料主要包括淀粉改性（或填充）聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）等。完全生物降解塑料主要是由天然高分子（如淀粉、纤维素、甲壳质）或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子材料，如热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均属这类塑料。
尽管生物降解塑料的研发取得了长足的发展，但推广异常困难。一是因为可降解塑料袋承重能力低，不能满足顾客多装东西和反复使用的要求。二是可降解塑料袋色泽暗淡发黄，透明度低，给人一种不洁和难看之感，用起来不放心。三是价格偏高，成本难以接受。
在本次实习中我接触到了一些绿色包装,绿色包装也是现在国家大力提倡的一种包装,这种包装现在在食品行业被广泛运用。这类包装是指对生态环境无污染、对人体健康无害、能循环和再生利用的包装。在人们对生态环境极为关注的今天,食品的绿色环保包装也成为一种必需。据专家预测,未来10年内绿色食品将主导世界市场,而绿色包装则是绿色食品在消费者中间的通行证,它对子塑造绿色食品品牌有着重要的意义。从协调社会发展和生态环境保护出发,世界各国都把减量、复用回收及可降解作为生态环保包装的目标和手段。
在清华大学和中科院微生物研究所共同努力下,已圆满完成了用废糖蜜为原料生产可生物降解塑料聚羟基丁酸酯(PHB);用基因工程菌生产可生物降解塑料PHB;用水解淀粉为原料生产可生物降解塑料PHB及其共聚物PHBV以及可生物降解塑料PHB的改性和应用等研究成果。并在此基础上实现了国际上首次规模化生产第三代PHA羟基丁酸共聚羟基已酸酯(PHBHHx),由微生物合成的生物可降解材料聚烃基脂肪酸PHA,具有优良的生物可降解性、相容性、电压性以及光活性,其结构的多样性,加上由结构变化所带来的新材料性能,使这种材料在食品包装方向应用前景十分广阔。
德国PSP公司近期开发出泡沫纸生产新工艺,用它生产的包装材料可代替泡沫材料。该种泡沫采用旧报纸和面粉作材料,先将回收的旧书报切成碎条,再碾成纤维状的纸浆,将其和面粉以2比l的比例混合,混合后的纸浆注入挤压压成圆柱颗粒。挤压过程中,原料受水蒸汽作用成为泡沫纸。用该种泡沫纸作原料,可以根据不同的需要生产出多种形状的塑料包装。泡沫纸可一次成型,不用化学添加剂,使用后还能回收加工。
运用现代超级粉体技术,将原材料粉碎成10~25ium之间的颗粒称为超微粉,近年来研究发现,利用超微粉技术制备淀粉基生物降解塑料具有明显的优越性。超微淀粉粒度小,均匀,具有极大的比表面积,蓄含巨大的表面能,使其流动性和填充性得到显着提高,用于制备生物降解塑料时可有效地改善材料的力学性能,能够在保证材料使用性能的前提下,大大提高淀粉的添加量,这对于降低成本,节约石油资源,开发天然淀粉的应用,提高塑料生物降解率都有非常重要的意义。
引言
当前世界塑料工业技术的迅速发展，塑料用途已渗透到工业、农业以及人民生活的各个领域，已经成为国民经济发展的支柱材料。但是塑料的大量使用后随之也带来了大量的固体废弃物。目前城市固体废弃物中塑料的质量分数已达1 0%以上，体积分数则在30%左右，而其中大部分是一次性塑料包装及日用品废弃物，它们对环境的污染、对生态平衡的破坏已引起了社会极大的关注。二氧化碳基塑料是以二氧化碳和环氧化物为主要原料共聚合而成的新型绿色高分子材料。该材料既可高效利用二氧化碳，变废为宝，又具有良好的氧气阻隔性、透明性，并可实现完全生物降解，有望广泛应用于食品包装领域。但是，二氧化碳基材料的生物安全性还有待进一步的评价。本研究依据《化学品毒性鉴定技术规范》中生物学评价的要求对二氧化碳基塑料进行了系统的生物安全性评价，包括急性毒性、亚急性毒性试验，致突变毒性，遗传毒性等，为二氧化碳基塑料的食品包装用途提供生物安全性依据。
1 材料和方法
1.1 实验材料
二氧化碳基塑料（聚对二氧环己酮，PPD0树脂）：分子量≥10万道尔顿
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1.2 实验方法
1.2.1 受试物处理
将聚二氧化碳基塑料低温粉碎后分别过120目和200目筛待用。
1.2.2 小鼠急性毒性试验（最大耐受剂量法）
选用18g-22g健康昆明种小鼠20只，雌雄各半，进行试验。聚二氧化碳基塑料最大使用用浓度0.25g/mL，灌胃容量为20mL/kgBW，即以10 0g/kgBW的剂量，2次灌胃，每次间隔6小时，连续观察14天，记录中毒状况和死亡情况，确定最大耐受剂量（MTD）。
1.2.3 亚慢毒性试验（90天喂养试验）
采用离乳大鼠（试验开始时体重为70g-85g，差异不超过平均体重的±20%）80只，雌雄各半。随机分为0_25g/kqbw、0.50g/kgbw、1.00g/kgbw3个剂量组和基础饲料对照组。实验用样品的掺入量分别为0.312%、0.625%、1.25%，动物单笼饲养，每天观察并记录动物的一般表现，行为、中毒表现和死亡情况。每周称一次体重和两次食物摄入量，计算每周及总的食物利用率；在试验中期和末期分别测定血红蛋白、红细胞计数、白细胞计数及分类、血清中谷丙转氨酶、谷草转氨酶、尿素氮、肌酐、葡萄糖、血清白蛋白、总蛋白、总胆固醇、甘油三酯等：称量肝、肾、脾、的脏器绝对重量和计算脏体比。对各剂量组动物大体检查未发现明显病变时，进行高剂量组和对照组的肝、肾、胃、肠、脾、、卵巢的病理组织学检查，并进行统计学处理。
1.2.4致突变性毒性
（1）Ames试验。选用经鉴定符合要求的鼠伤寒沙门氏组氨酸缺陷型TA97、TA98、TA100、TA102四株试验菌株，采用平板掺入法进行试验。采用多氯联苯（PCB）诱导的大鼠肝匀浆，经生物活性鉴定合格后作为体外代谢活化系统。根据毒性测定结果，试验用样品共设8 ug/皿、40μg/皿、200μg/皿、1000μg/皿、5000μg/皿5个剂量组，同时设阳性对照、溶剂对照（加入10%的吐温80替代样品溶液）、未处理对照。在顶层琼脂中加入0.1ml试验菌株增菌液，0.1ml试验用样品溶液和0.5mlS-9混合液（当需要代谢活化时），混匀后倒入底层培养基平板上，每个剂量3个平皿。在37±1℃培养48h，计数每皿菌落数。试验用样品组菌落数超过自发的2倍以上；进行活化（加S-9）和非活化（不加S-9）试验，并具有剂量一反应关系时即判定为阳性。试验在相同条件下重复做两次。
（2）小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验。选用体重25g-30g小鼠50只，随机分为5组，每组10只，雌雄各半。试验用样品设1.0g/kgBW、2.0g/kgBW、4.0g/kgBW3个剂量组。同时设溶剂对照（10%吐温80水溶液）和阳性对照（环磷酰胺40mg/kgBW，腹腔注射）。采用间隔24h两次经口灌胃法给予聚二氧化碳基塑料，连续5d。末次给试验用样品6h后，颈椎脱臼处死动物。取股骨骨髓用小牛血清稀释涂片，甲醇固定，Glemsa染色。双盲法阅片。在光学显微镜下，每只动物计数1000个嗜多染红细胞（PCE），计算微核发生率。每只动物观察200个嗜多染红细胞，计数成熟红细胞（NCE），计算PCE/NCE比值。
1.2.5 遗传毒性实验
（1）小鼠染色体畸变试验。选用健康常年雄性体重25g-30g小鼠，每组5只。试验用样品设1.0g/kg、2.0g/kg、4.0g/kg体重3个剂量组。同时设溶剂对照（10%吐温80水溶液）和阳性对照（环磷酰胺40mg/kg体重，腹腔注射）。灌胃给予受试药物，每天一次，连续5天。受试药物后的第15天脱臼处死、制片。于处死采集样品前4h腹腔注射4.0mg/kg秋水仙素。取组织，制备悬浮液，用姬姆萨染液染色，计数畸变细胞：对每只动物选择100个分散良好的中期分裂相，在显微镜油镜下进行读片。在读片时应记录每一观察细胞的染色体数目，对于畸变细胞还应记录显微镜视野的坐标位置及畸变类型。所得各组的染色体畸变率用X2检验进行统计学处理，以评价试验组和对照组之间是否有显著差异。
（2）小鼠畸形试验。用体重25g-30g的性成熟雄性小鼠25只，随机分为5组。以1.5mg/kg体重剂量的丝裂霉素C（经口给予）为阳性对照，10%吐温80水溶液为溶剂对照，试验用样品设1.0g/kg、2.0g/kg、4.0g/kg体重3个剂量组。每日灌胃一次，灌胃容量为10mL/kgBW，连续5天，末次灌胃后30天处死动物，取附睾制片，伊红染色，高倍镜下检查小鼠的形态，每组计数5只动物，每只动物计数1000个结构完整的，计算畸变发生率（以百分率计），并进行统计处理。
（3）胎鼠致畸试验。25g一30g的孕鼠25只，随机分为5组。以1.5mg/kg体重剂量的丝裂霉素C（经口给予）为阳性对照，10%吐温80水溶液为溶剂对照，试验用样品设1.0g/kg、2.0g/kq、4.0g/kg体重3个剂量组。孕鼠处死和一般检查：小鼠于妊娠第20d处死。剖腹检查卵巢内黄体数，取出子宫，称重；检查活胎、早期吸收和死胎数；活胎鼠检查；胎鼠骨检查；胎鼠内脏检查。
1.2.6 数据处理
采用SPSS软件进行数据处理。对计量资料采用单因素方差分析，但需按方差分析的程序先进行方差齐性检验，方差齐，计算F值，F值
2 结果
2.1 急性毒性
BALB/C二月龄雄性小鼠10只，经口给予10g/kg体重的二氧化碳基降解塑料水悬液，间隔6小时重复给予一次。连续观察14天，未发现小鼠出现毒负作用症状；未发现小鼠出现死亡情况。实验表明经口给予二氧化碳基降解塑料LD50>10g/kg，属于实际无毒。表明二氧化碳基降解塑料不会对生物产生急性毒性。
2.2 亚慢毒性试验（90天喂养试验）
对二氧化碳基降解塑料进行大鼠90天喂养试验。试验过程中未见动物有明显异常表现。试验期间大尉舌动自如、毛发光亮、饮水、进食、大小便正常。二氧化碳基降解塑料对各剂量组大鼬的体重、进食量及食物利用率与对照组比较，雌、雄性均无显著性差异（P>0.05）。临床检查、血液学检查、血液生化学检查、脏器称量等结果表明各检验项目的实验与对照组比较，差异不显著（P>0.05）。大体各检查各剂量组大鼠共80只，雄、雌各半。剖检后肉眼观察，心、肺、肝、脾、肾、胃、肠、（卵巢）、脑等主要脏器的颜色、形状、大小等均未见明显异常。病理组织学检查结果表明对照组和高剂量实验组雌、雄性大鼠的肝、肾、胃、肠、脾、、卵巢均未见明显损伤性病理变化和与二氧化碳基降解塑料有关的病理组织学改变。
2.3 突变毒性
2.3.1 Ames试验
用二氧化碳基降解塑料进行Ames试验。各剂量组菌落数均未超过溶剂对照组菌落数2倍以上，亦无剂量―反应关系，对鼠伤寒沙门氏菌TA97、TA98、TA100、TA102四株试验菌株，在加与不加肝微粒体酶活化系统时，结果均为阴性，而且试验结果可重复，说明二氧化碳基降解塑料无致突变活性。
2.3.2 小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验
对二氧化碳基降解塑料进行小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验。各剂量组两种性别小鼠骨髓多染红细胞与成熟红细胞的比值（PCE/RBC）在1.1 6-1.23之间，未见试验用样品对两种性别小鼠的骨髓细胞增殖有抑制作用。各剂量组雌、雄小鼠骨髓多染红细胞微核发生率与样品溶剂对照组比铰均无显著性差异（P>0.05）；而环磷酰胺组与样品溶剂对照组比较，有显著性差异（见图1）。说明该二氧化碳基降解塑料未使小鼠嗜多染红细胞微核率发生改变。
2.3.3 小鼠骨髓染色体畸变试验
经口给予小鼠2.0g/kg体重、4.0g/kg体重二氧化碳基塑料5天后，与溶剂对照组比较，小鼠骨髓染色体畸变细胞率在两个剂量组与溶剂对照组组间比较，均无显著性差异（P>0.05）。表明聚乳酸在2.0g/kq体重、4.0g/kq体重剂量范围内无致骨髓细胞突变作用。二氧化碳基塑料对小鼠体重增长无不良影响。
2.4 遗传毒性试验
2.4.1 小鼠染色体畸变试验
昆明种健康清洁级雄性小鼠（25g-30g）进行小鼠染色体畸变试验。经口给予小鼠2.0g/kgBW、4.0g/kgBW聚二氧化碳基塑料5天后，观察结果显示在本实验剂量范围内聚二氧化碳基塑料不引起小鼠初级精母细胞染色体畸变数增加，说明聚二氧化碳基塑料在2.0g/kgBW、4.0g/kgBW剂量范围内无致生殖细胞突变作用（见图2）。聚二氧化碳基塑料对小鼠体重增长无不良影响。
2.4.2 小鼠畸形试验
对二氧化碳基塑料进行小鼠畸形试验。各剂量组小鼠畸形发生率与样品溶剂对照组比较无显著性差异；而丝裂霉素C组小鼠畸形发生率与样品溶剂组比较，有显著性差异（见图3）。未见二氧化碳基塑料对雄性小鼠生殖细胞有明显损伤作用。
2.4.3 胎鼠致畸试验
1g/kg BW剂量组的聚二氧化碳基塑料对孕鼠体重、子宫总重，胎鼠体重、身长、胎盘重及着床率、活胎率、外观畸胎率、骨骼畸胎率、内脏畸胎率无明显影响。即在1g/kgBW剂量未发现聚二氧化碳基塑料有致畸作用。
结语
二氧化碳基塑料经大鼠口最大耐受剂量均大于10.0g/kgBW，且未发现亚急性毒性，属实际无毒物质。AM ES实验未发现二氧化碳基塑料具有致突变性毒性，二氧化碳基塑料每天灌胃10mL/kg体重，5天后小鼠骨髓嗜多染红细胞微核、染色体畸变作用为阴性，表明受试物无致突变活性。遗传毒性实验表明，二氧化碳基塑料没有遗传毒性作用。
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